1635 research outputs found
Sort by
Имитационное моделирование метода оценки защищенности канала утечки информации по огибающей речевого сигнала
Get PDFA method of information leakage channel security estimating based on the test speech signal envelope cross-correlation analysis is proposed and its includes: test signal generating and extracting its envelope, emitting and measuring in a leakage channel, extracting the resulting signal envelope, calculating the correlation coefficient between the original and received envelopes, and comparing with a threshold value. A metod for extracting a low-frequency signal envelope using the Hilbert transform is shown. A description of the cross-correlation analysis based on the Pearson correlation coefficient is given. The leakage channel simulation modeling, formation and measurement of the test signals was performed in the MatLab. The obtained results confirm the greater efficiency of using the envelope compared to the original signal, and demonstrate the speech signals advantage over harmonic signals as test signals for assessing the information leakage channel security.Предложен метод оценки защищенности канала утечки информации на основе взаимно- корреляционного анализа огибающей измерительного сигнала в речевом диапазоне частот. Алгоритм включает генерацию измерительного сигнала и выделение его огибающей, излучение и измерение в канале утечки, выделение огибающей результирующего сигнала, вычисление коэффициента корреляции между исходной и полученной огибающими, сравнение с пороговым значением. Описан метод выделения низкочастотной огибающей сигнала с помощью преобразования Гильберта. Приведено описание взаимно-корреляционного анализа на основе коэффициента корреляции Пирсона. Выполнено имитационное моделирование канала утечки, формирования и измерения измерительных сигналов, а также их обработка в программной среде MatLab. Полученные результаты подтверждают большую эффективность использования огибающей по сравнению с исходным сигналом, а также демонстрируют преимущество речевых сигналов перед гармоническими сигналами в качестве измерительных для оценки защищенности канала утечки информации
Низкоразмерный магнетизм в соединениях с различной размерностью магнитного взаимодействия
Get PDFThe results of a comparison of the exchange interaction mechanisms in low dimensional magnetic systems are presented. It has been shown that ZnO crystal may be used as a semiconductor non-magnetic matrix for the formation of quasi-one-dimensional and quasi-zero-dimensional magnetic systems by introducing impurity atoms of Cr, Mn, Fe, Co and Ni. Structural parameters, electronic and magnetic properties were calculated at the atomic level in the framework of quantum mechanical simulation. The exchange interaction integrals were calculated at the microscopic level using the Heisenberg model. The exchange interaction mechanisms were determined on the obtained dependences of the exchange interaction integral on the structural and electronic properties, as well as on the features of the low-dimensional magnetic systems partial density of electronic states. The results of studying the exchange interaction mechanisms in two-dimensional magnetic systems formed in materials of the MAX3 (M= Cr, Fe, A = Ge, Si, X= S, Se, Te) group are summarized. The established mechanisms made it possible to compare the conditions for the formation of a ferromagnetic order in systems with different dimensions of magnetic interaction. The ferromagnetic order in all the structures under study is formed due to the indirect superexchange interaction between orbitals of different symmetry. Strategies aimed at enhancing the superexchange interactions between orbitals of different symmetry or attenuating the contributions of the exchange interaction between orbitals of the same symmetry contribute to the formation of stable hightemperature ferromagnetism.В статье представлены результаты исследования условия формирования низкоразмерного магнитного порядка. Обоснован выбор кристалла ZnO в качестве полупроводниковой немагнитной матрицы для формирования квазиодномерных и квазинульмерных магнитных систем путем внедрения примесных атомов Cr, Mn, Fe, Co и Ni. Структурные параметры, электронные и магнитные свойства рассчитывались на атомном уровне в рамках квантово-механического моделирования, интегралы обменного взаимодействия – на микроскопическом уровне с использованием модели Гейзенберга. Определение механизмов обменного взаимодействия осуществлялось на основе выявленных зависимостей значений интеграла обменного взаимодействия от структурных и электронных свойств. Обобщены результаты исследования механизмов обменного взаимодействия в двумерных магнитных системах, формирующихся в материалах группы MAX3 (M = Cr, Fe, A = Ge, Si, X = S, Se, Te). Установленные механизмы обеспечили возможность сравнения условий формирования ферромагнитного порядка в системах с различной размерностью магнитного взаимодействия, в частности показано, что ферромагнитный порядок во всех изучаемых структурах формируется за счет косвенного суперобменного взаимодействия между орбиталями разной симметрии. Установлено, что для формирования устойчивого высокотемпературного ферромагнетизма необходимо применять стратегии, направленные на усиление суперобменного взаимодействия между орбиталями разной симметрии либо уменьшение вкладов обменного взаимодействия между орбиталями одной симметрии
Сегментация АСМ-изображений на основе волнового выращивания областей локальных максимумов с их выбором в порядке убывания значений
Get PDFThe problem of determining the number of objects in atomic force microscopy (AFM) images is considered. For the automatic (without operator participation) solution of this problem, segmentation is used, dividing images into areas containing objects of interest. Known segmentation algorithms based on the morphological watershed, defining the boundaries of areas by local minima of pixel brightness, having significant segmentation errors of AFM images and high computational complexity. Less computationally complex segmentation algorithms based on wave growth of regions require preliminary determination of the starting points of growth on AFM images under the control of an operator. Algorithms for growing regions without preliminary selection of the starting points of growth have the least computational complexity, but they segment the AFM image with a large error. To improve the accuracy of automatic determination of the number of objects in AFM images, a model and an algorithm for the wave growth of the regions of local maxima with their selection in decreasing order of values are proposed, which differ in the use of a brightness threshold varying from maximum to minimum to select growth pixels of regions or pixels attached to pixels of adjacent existing areas. The model provides parallel expansion of the boundaries of areas and automatic determination of the initial growth pixels during the segmentation process. The proposed model and algorithm make it possible to eliminate segmentation error characteristic of the marker watershed, growing areas and the Vincent – Sulli watershed, and thereby increase the accuracy of determining the number of objects in atomic force microscopy images.Рассматривается задача определения числа объектов на изображениях атомной силовой микроскопии (АСМ). Для автоматического (без участия оператора) решения данной задачи используется сегментация, разделяющая изображения на области, содержащие объекты интереса. Известны алгоритмы сегментации на основе морфологического водораздела, определяющие границы областей по локальным минимумам яркости пикселей, имеющие значительные ошибки сегментации АСМ-изображений и высокую вычислительную сложность. Менее вычислительно сложные алгоритмы сегментации, основанные на волновом выращивании областей, требуют предварительного определения начальных точек роста на АСМ-изображениях под контролем оператора. Алгоритмы выращивания областей без предварительного выбора начальных точек роста имеют наименьшую вычислительную сложность, но сегментируют АСМ-изображения с большой ошибкой. Для повышения точности автоматического определения числа объектов на АСМ-изображениях предложены модель и алгоритм волнового выращивания областей локальных максимумов с их выбором в порядке убывания значений, отличающиеся использованием изменяющегося от максимума к минимуму порога яркости для выбора пикселей роста областей или пикселей, присоединяемых к пикселям смежных существующих областей. Модель обеспечивает параллельное расширение границ областей и автоматическое определение начальных пикселей роста в процессе сегментации. Предложенные модель и алгоритм позволяют устранить ошибки сегментации, характерные для маркерного водораздела, выращивания областей и водораздела Винсента – Солли, и повысить за счет этого точность определения числа объектов на изображениях атомной силовой микроскопии
Формирование и электрохимические свойства пленок оксидов никеля и кобальта
Get PDFFilms of cobalt oxide and nickel oxide on monocrystalline silicon substrates were obtained by electrochemical deposition from aqueous electrolyte solutions. Their structure and composition were studied by Raman microscopy and scanning electron microscopy. The results of the study by Raman spectroscopy showed that the obtained films are polycrystalline structures of cobalt (II, III) oxide and nickel (II) oxide, the crystalline perfection of which increases with an increase in the electrolyte temperature. It was found by scanning electron microscopy that nickel oxide films have a smoother surface, while cobalt oxide has a more developed structure consisting of lamellar crystals. The specific electrochemical capacity of cobalt oxide and nickel oxide films obtained under optimal conditions, measured by voltammetry, was 14.67 and 1634.08 F/g, respectively. The high specific electrochemical capacity of a nickel oxide film can be used to create efficient electrochemical devices and energy storage devices.Методом электрохимического осаждения получены пленки оксида кобальта и оксида никеля на подложках монокристаллического кремния. Проведены исследования их структуры и состава методами рамановской микроскопии и сканирующей электронной микроскопии. Результаты исследования методом рамановской спектроскопии показали, что полученные пленки представляют собой поликристаллические структуры оксида кобальта (II, III) и оксида никеля (II), кристаллическое совершенство которых возрастает с увеличением температуры электролита. Методом сканирующей электронной микроскопии было установлено, что пленки оксида никеля отличаются гладкой поверхностью, в то время как оксид кобальта обладает более развитой структурой и состоит из кристаллов пластинчатой формы. Измеренная методом вольтамперометрии удельная электрохимическая емкость пленок оксида кобальта и оксида никеля, полученных в оптимальных условиях, составила соответственно 14,67 и 1634,08 Ф/г. Высокая удельная электрохимическая емкость пленки оксида никеля может быть использована для создания эффективных электрохимических приборов и устройств накопления энергии
Способ обеспечения информационной безопасности объектовой волоконно-оптической системы передачи данных
Get PDFCurrently, ensuring information security of object fiber-optic data transmission systems is an important and urgent task. Therefore, the purpose of this article is to develop an easy-to-implement method for protecting object fiber-optic data transmission systems from unauthorized access to information. This work proposes an easyto-implement method for protecting object fiber-optic data transmission systems from unauthorized access to an information signal, based on weakening the power of this signal. It is shown that the use of the proposed method will not lead to a significant decrease in the data transmission rate in the object fiber-optic data transmission systems, but will increase its information security. The theoretical limit of signal decoding for data transmission technologies over optical fiber Ethernet has been determined. It was found that the lowest value of the theoretical limit of signal decoding corresponds to Fast Ethernet technology (100Base-FX). It was found that when the value of the attenuation coefficient of optical radiation D > 20 dB, the data transmission using Fast Ethernet technology (100Base-FX) is terminated. The results of this article can find application in the means of technical protection of information transmitted over object fiber-optic data transmission systems.В настоящее время обеспечение информационной безопасности объектовых волоконно-оптических систем передачи данных является актуальной задачей. Поэтому цель данной статьи – разработка простого в реализации способа защиты объектовых волоконно-оптических систем передачи данных от несанкционированного доступа к информации. В работе предложен способ защиты объектовых волоконно-оптических систем передачи данных от несанкционированного доступа к информационному сигналу, основанный на ослаблении мощности этого сигнала. Показано, что использование предложенного способа не приведет к существенному снижению скорости передачи данных в объектовой волоконно-оптической системе передачи, повысив ее информационную безопасность. Определен теоретический предел расшифровки сигнала для технологий передачи данных Ethernet. Получено, что наименьшее значение теоретического предела расшифровки сигнала соответствует технологии Fast Ethernet (100Base-FX). Установлено, что при величине коэффициента ослабления оптического излучения D > 20 дБ передача данных по технологии Fast Ethernet (100Base-FX) прекращается. Результаты данной статьи могут найти применение в средствах технической защиты информации, передаваемой в объектовых волоконно-оптических системах передачи данных
Разработка и оптимизация сети Интернета вещей для мониторинга качества продукции
Get PDFThe purpose of the article is to analyze methods, approaches and means of Internet of Things (IoT) technology for product quality control. The objectives of the article are: analysis of dairy farm management problems, development of the structure of the IoT network for milk quality analysis, development of an algorithm for the operation of the IoT milk quality control network, optimization of IoT network protocols choice. Two types of management are considered for the functioning of a dairy farm: production and processes. To implement dairy farm management using 4.0 technology, the use of an IoT network is proposed, in which various communication protocols are considered. The structure of the IoT network of four-level dairy farm management is proposed, which includes analyzers, a gateway, a cloud platform and various applications for farmers and operators. A generalized algorithm for milk quality control on a farm based on the developed IoT network structure is presented, which includes receiving information from analyzers, transmitting it through a gateway to a cloud platform for storage and intelligent processing, displaying results through operator applications. The application of intelligent algorithms for farm management is also considered: data processing and training ‒ ML, knowledge processing ‒ DT, security ‒ FL. The process of selecting a suitable network protocol for monitoring a dairy farm is carried out using the hierarchy analysis method, which uses expert estimates corresponding to four network indicators: transmission speed, distance, frequency and security. The formulated approaches can be applied in various production processes to monitor product quality.Целью статьи является анализ методов, подходов, средств технологии Интернета вещей (Internet of Things (IoT)) для контроля качества продукции. Задачами статьи являются: анализ проблем управления молочной фермой, разработка структуры сети IoT для анализа качества молока, разработка алгоритма работы сети IoT контроля качества молока, оптимизация выбора протоколов сети IoT. Для функционирования молочной фермы рассмотрены два типа управления: производством и процессами. Для реализации управления молочной фермой по технологии 4.0 предложено использование сети IoT, в которой рассмотрены различные протоколы организации связи. Предложена структура сети IoT четырехуровнего управления молочной фермой, которая включает анализаторы, шлюз, облачную платформу и различные приложения для фермеров и операторов. Приведен обобщенный алгоритм контроля качества молока на ферме на основе разработанной структуры сети IoT, который включает прием информации от анализаторов, передачу ее через шлюз в облачную платформу для хранения и интеллектуальной обработки, отображение результатов через приложения операторов. Рассмотрено также применение интеллектуальных алгоритмов для управления фермой: обработки данных и обучения ‒ ML, обработки знаний ‒ DT, обеспечения безопасности ‒ FL. Выполнен процесс выбора подходящего протокола сети для контроля молочной фермы с использованием метода анализа иерархий, в котором используются оценки экспертов, соответствующие четырем показателям сети: скорость передачи, расстояние, частота и безопасность. Сформулированные подходы могут быть применимы в различных производственных процессах для мониторинга качества продукции
Оценка эффективности обработки изображений в задаче обнаружения движущихся объектов оптико-электронной системой наблюдения
Get PDFThe article considers the approach proposed by the authors to evaluate the effectiveness of image processing in detecting moving objects by an optoelectronic surveillance system. The variety of indicators currently used by researchers to assess the quality of image processing suggests that common approaches have not yet been developed. The application of specific indicators is determined by the features of the implemented approaches to the image processing, as well as the specifics of the task in the interests of which the processing is carried out. The problem considered by the authors, assessing the effectiveness of the developed image processing method in relation to the problem of detecting moving objects by an optoelectronic surveillance system, determines the need for its consideration in two directions. The first is from the point of view of the effectiveness of the implemented approaches to image processing in order to increase the peak signal-to-noise ratio. The second is, in terms of increasing the efficiency of the automatic detector, by reducing the level of its false alarm. At the same time, the need for additional determination of the probability of correct detection and the construction of detection curves is mandatory, since in their entirety they are generally accepted indicators of the quality of detection. The application of the proposed approach will allow further comparison of the quality of the developed image processing method with other similar methods, as well as evaluation of the work of newly developed ones.В статье рассмотрен предлагаемый авторами подход к оценке эффективности обработки изображений в задаче обнаружения движущихся объектов оптико-электронной системой наблюдения. Многообразие показателей, применяемых в настоящее время исследователями для оценки качества обработки изображений, говорит о том, что общих подходов пока не выработано. Применение конкретных показателей определяется особенностями реализованных подходов к обработке изображений, а также спецификой задачи, в интересах которой осуществляется обработка. Рассматриваемая авторами задача оценки эффективности разработанного способа обработки изображений применительно к задаче обнаружения движущихся объектов оптико-электронной системой наблюдения определяет необходимость ее рассмотрения по двум направлениям. Первое, с точки зрения эффективности применения реализованных подходов к обработке изображений в целях повышения пикового отношения сигнал/шум. Второе, с точки зрения повышения эффективности работы автоматического обнаружителя за счет уменьшения уровня его ложной тревоги. При этом дополнительное определение вероятности правильного обнаружения и построения кривых обнаружения является обязательным, так как в своей совокупности они являются общепринятыми показателями качества обнаружения. Применение предлагаемого подхода позволит в дальнейшем производить сравнение качества работы разработанного способа обработки изображений с другими подобными способами, а также оценивать работу вновь разрабатываемых
Ab-initio simulation of hydrogenated graphene properties
Get PDFAb-initio simulation of hydrogenated graphene properties was performed. At present, graphene is considered one of the most promising materials for the formation of new semiconductor devices with good characteristics. Graphene has been the subject of many recent investigations due to its peculiar transport, mechanical and others properties [1]. The chemical modification of graphene named as graphane has recently entered the investigation as a possible candidate to solve problems connected with the lack of a graphene bandgap. Graphane is a compound material consisting of two-dimensional graphene bonded by some atoms of hydrogen. The investigation shows that graphane has the three valley Г-М-K band structure with the Г valley, which has the smallest energy gap between the conductivity zone and the valence zone. The calculation of relative electron masses and non-parabolic coefficients in Г, М and K valleys was performed. Based on the obtained characteristics, it is possible to implement a statistical multi-particle Monte Carlo method to determine the characteristics of electron transfer in heterostructure semiconductor devices. A research on modified graphene structures is important for fundamental science and technological applications in high-speed transistor structures operating in the microwave and very high frequency ranges.Ab-initio simulation of hydrogenated graphene properties was performed. At present, graphene is considered one of the most promising materials for the formation of new semiconductor devices with good characteristics. Graphene has been the subject of many recent investigations due to its peculiar transport, mechanical and others properties [1]. The chemical modification of graphene named as graphane has recently entered the investigation as a possible candidate to solve problems connected with the lack of a graphene bandgap. Graphane is a compound material consisting of two-dimensional graphene bonded by some atoms of hydrogen. The investigation shows that graphane has the three valley Г-М-K band structure with the Г valley, which has the smallest energy gap between the conductivity zone and the valence zone. The calculation of relative electron masses and non-parabolic coefficients in Г, М and K valleys was performed. Based on the obtained characteristics, it is possible to implement a statistical multi-particle Monte Carlo method to determine the characteristics of electron transfer in heterostructure semiconductor devices. A research on modified graphene structures is important for fundamental science and technological applications in high-speed transistor structures operating in the microwave and very high frequency ranges
Методика получения закона управления с использованием синергетического подхода для задачи наведения летательного аппарата вдоль гиперболы
Get PDFThe purpose of the article is to describe the methodology for obtaining the structure of the optimal controller, which guidances the aircraft to the target point along a hyperbola, using the Time Difference of Arrivals (TDoA) from two navigation positions on the plane. A feature of this system is that one TDoA measurement does not allow to fully describe the position of the aircraft on the plane, but only describes the position hyperbola. The guidance problem is solved by choosing a proper hyperbola passing through the target point and letting the aircraft move along this hyperbola to the target. This paper considers the application of the method of synthesis of an aggregated controller to obtain a nonlinear guidance law. This made it possible to take into account the properties of the control object to a larger extent. Computer simulation has shown the effectiveness of the expressions obtained.Целью статьи является изложение методики получения структуры оптимального регулятора, позволяющего осуществить наведение на плоскости летательного аппарата в точку цели, используя разность дальностей до двух навигационных позиций. Особенностью данной системы является то, что одна разность дальностей между летательным аппаратом и двумя навигационными позициями не позволяет полностью описать положение летательного аппарата на плоскости, а описывает фактически линию положения в виде гиперболы. Задача наведения решается выбором гиперболы, проходящей через точку цели, выводом летательного аппарата на заданную гиперболу с последующим его движением вдоль нее. Учитывая нелинейную кинематическую связь между координатами объекта управления, выраженными в эллиптической системе координат, и действующими на данный объект ускорениями, для синтеза оптимального регулятора классическими методами необходимо производить линеаризацию системы. Чтобы избежать такого упрощения, в данной работе рассмотрено применение метода синтеза агрегированного регулятора для получения нелинейного закона управления объектом. Это позволило более полно учитывать свойства объекта управления. Компьютерное моделирование показало эффективность полученных выражений
Итерационное формирование образов ошибок для синдромно-норменного декодирования итеративных кодов
Get PDFThe problem of two-dimensional syndrome-norm decoding of iterative codes based on a library of error patterns is considered. In two-dimensional coding, sequence code is first transformed into a code matrix, and then the row and column check code are calculated. In the decoder, the error position of the twodimensional can be obtained by the operations that first calculate the syndromes and norms, then match with the error patterns in the existing library. The error pattern library is stored in the memory and generated by the subset of the error pattern. Subset patterns are generated from the base pattern using row and column permutations. The norm calculated based on the syndrome unambiguously determines the base pattern and the corresponding subset of error patterns, which reduces the search space for the syndrome to a subset. In this case, the syndrome is used as an address for retrieving a specific error pattern and correction rule from the memory. With the error rate increased, the size of the error pattern library is raised and the computational complexity of its formation is enlarged. As a result, the known methods for generating the error pattern library become non sufficient. This paper proposed a mathematical model, a generator structure, and an algorithm for fast generation of an error pattern library based on the iterative expansion of the error patterns, which makes it possible to reduce the number of generated redundant error patterns by orders of magnitude and significantly shorten the computational complexity in comparison with the known approaches.Рассматривается задача двухмерного синдромно-норменного декодирования итеративных кодов на основе библиотеки образов ошибок. При двухмерном кодировании кодовая последовательность преобразуется в кодовую матрицу, для строк и столбцов которой формируются проверочные коды. В декодере местоположение ошибок в кодовой матрице представляется образом ошибок. Декодирование основано на вычислении синдрома, нормы и использовании библиотеки образов ошибок для коррекции ошибок. Библиотека состоит из базовых образов, которые являются порождающими для подмножеств образов ошибок с одинаковыми нормами и хранятся в памяти. Образы подмножества формируются на основе базового образа с помощью перестановок строк и столбцов. Норма, вычисляемая на основе синдрома, однозначно определяет базовый образ и соответствующее подмножество образов ошибок, что сокращает пространство поиска по синдрому до подмножества. Синдром при этом используется в качестве адреса для извлечения из памяти конкретного образа ошибок и правила коррекции. С ростом кратности ошибок увеличивается размер библиотеки образов ошибок и возрастает вычислительная сложность ее формирования. В результате известные методы формирования библиотеки образов ошибок становятся неэффективными. В статье предложены математическая модель, структура генератора и алгоритм формирования баблиотеки образов ошибок на основе итерационного расширения матриц базовых образов ошибок, позволяющего на порядки сократить число формируемых избыточных образов ошибок и сущетвенно уменьшить вычислительную сложность по сравнению с известными подходами. Выигрыш прогрессивно увеличивается с ростом кратности ошибок